Как правило, морские бетонные сооружения возводятся в условиях открытого моря. Морские сооружения предназначены для полупостоянного или постоянного крепления к морскому дну с помощью соответствующих средств, таких как сваи, якоря, гравитация, или для плавучести и надежного крепления.
Существует множество применений морских бетонных конструкций, включая разведку и добычу углеводородов и другие специфические виды использования.
Бетон для морских сооружений готовится из местных материалов, а прочность на сжатие составляет от 25 до 65 МПа.
Крайне важно строить долговечные конструкции, поскольку обслуживание морских сооружений не только нерентабельно, но и серьезно затруднено в условиях неблагоприятной окружающей среды.
- Бетонные платформы с натяжными опорами (TLPs)
- Глубоководные бетонные плавучие платформы (DDCFs)
- Корабли промышленных предприятий
- Плавучие мосты
- Плавучие пирсы и доки
Типы морских бетонных сооружений
Различают следующие типы морских бетонных сооружений:
1. Конструкции с донным основанием
- Конструкции на гравитационном основании (CBS)
- Бетонные цилиндрические конструкции на свайных опорах
- Плавучие/донные конструкции с бетонным корпусом
2. Плавучие конструкции
3. Другие морские сооружения
Морские бетонные сооружения с донным основанием
Сооружения с гравитационным основанием (CBS)
обычно используются для разведки и добычи углеводородов. Гравитационное основание остается и фиксируется на морском дне благодаря своему огромному весу, а типичная глубина воды составляет от 40 до 350 м. Они строятся либо на берегу, либо в прибрежной зоне, после чего перемещаются на конечную позицию.
В целях технического обслуживания его можно переместить на плаву, а затем установить на место. Сочетание веса конструкции, веса балласта внутри конструкции и эксплуатационного веса на конструкции выдерживает силу скольжения и опрокидывающие моменты, вызванные пиковыми нагрузками окружающей среды.
На рисунке 1 показана типичная морская бетонная конструкция на основе гравитации.
Типичные морские бетонные сооружения на основе гравитации
Морские бетонные сооружения на основе бетонных цилиндрических свай
Эти состоят из групп предварительно напряженных свай, которые вдавливаются в морское дно и организуются таким образом, что сборный настил располагается на группе свай для создания рабочей поверхности конструкции.
В условиях воздействия брызг и на участках платформы, подверженных ударам лодки, вокруг свай устанавливаются бетонные оболочки.
В случае, когда сваи становятся слишком длинными, для придания жесткости общему расположению свай могут быть применены стальные скобы.
Типичная глубина для такой платформы составляет от 5 до 20 м и может быть использована для поддержки доков, мостов и дорог над водой. На рисунке 2 показана типичная конструкция на основе бетонных цилиндрических свай.
Типичная конструкция на основе бетонных цилиндрических свай
Плавучие/донные бетонные морские сооружения с бетонным корпусом
Они состоят из баржеподобного бетонного корпуса, предназначенного для плавания. Колонны или стойки, которые могут быть изготовлены из бетона или стали, выдвигаются из корпуса и поддерживают платформу.
Плавучая/основанная на дне бетонно-корпусная конструкция не имеет достаточного веса на дне сама по себе, поэтому вес столбов или свай противостоит скольжению и опрокидыванию.
Практическая глубина для этого типа конструкций составляет от 4 до 30 м. Они могут быть подняты на поверхность и вновь установлены для технического обслуживания или иногда снова использованы в другом месте много раз в течение срока службы платформы.
На рисунке 3 показана плавающая/донная бетонная конструкция.
Плавучая/донная конструкция
Плавучие морские бетонные сооружения
Бетонные платформы с натяжными опорами (ПНП)
Состоят из основания понтона, колонн, валов, которые выдвигаются из основания на палубу, которая опирается на валы или колонны, все компоненты могут быть изготовлены из бетона.
Конструкция удерживается на своем месте с помощью длинных тросов, которые одним концом соединены с большими якорями на морском дне, а другим концом прикреплены к углам конструкции. Натяжение тросов определяется до их применения.
Практическая глубина воды для использования этого типа конструкций составляет 300-1500 м. Размер бетонной платформы на натяжных опорах зависит от эксплуатационного веса, который необходимо выдержать. На рисунке 4 показана бетонная платформа на натяжных опорах.
Конструкция бетонной натяжной опоры
Глубоководные бетонные поплавки (DDCFs)
Этот тип конструкции, состоящий из понтона, колонны и любых креплений, похож на бетонную платформу на натяжных опорах, за исключением использования обычной швартовной системы в глубоководных бетонных плавучих средствах.
В эксплуатационных условиях DDCF удерживаются в своем положении с помощью значительно длинной осадки, которая швартуется с нижней части корпуса. Длина осадкой более 130 м, большой вес и низкий центр тяжести стабилизируют конструкцию до такой степени, что она практически не чувствительна к движению моря. Эта платформа может работать на глубине 300-900 м. На рисунке 5 показана платформа DDCF.
Глубоководный бетонный поплавок
Суда для промышленных предприятий
Эти это изготовленные на заказ баржи из предварительно напряженного бетона, которые обеспечивают опорную поверхность для технологического оборудования, рабочие и складские помещения, а также жилые помещения, необходимые для добычи газа, нефти или любого другого промышленного применения.
Технологические приложения для судов с железобетонными заводами – это производство удобрений, производственные предприятия, нефтеперерабатывающие заводы, заводы по опреснению воды, электростанции, химические очистные сооружения, приливные электростанции, терминалы сжиженного природного газа (СПГ) и сжиженного нефтяного газа (СНГ).
На рисунке 6 показана баржа для производства бетона.
Баржа для производства бетона
Плавучие мосты
Эти типы бетонных конструкций, которые используются для пересечения рек, представляют собой экономичное и чрезвычайно эффективное решение для специальных применений или для проблемных или сложных участков.
Существует ряд выдающихся плавучих бетонных мостов, например, мост через канал Худ, показанный на рисунке 7, и мост через остров Форд, показанный на рисунке 8, оба моста построены в США.
Плавучий бетонный мост на канале Худ
Мост Форд-Айленд (Адмирал Клэри), со сборным предварительно напряженным плавучим разводным пролетом, убирающимся под фиксированные пролеты моста.
Плавучие причалы и доки
По всему миру построено большое количество доков, причалов и набережных различных размеров, таких как небольшие доки для рыбацких лодок, огромные доки для контейнеровозов, паромных судов и круизных лайнеров.
Плавучие причалы и доки могут выдерживать сезонные изменения уровня воды или приливные колебания благодаря швартовке, которая обеспечивает движение вверх и вниз при повышении и понижении уровня воды.
Сборный и предварительно напряженный бетонный контейнер, построенный в Валдезе на Аляске и показанный на рисунке, является примером плавучих причалов.
Валдез, Аляска, плавучий контейнерный причал
Другие морские бетонные сооружения
Существуют и другие типы морских бетонных сооружений, которые не попадают в вышеперечисленные категории, например, бетонные подводные резервуары для хранения нефти, показанные на рисунке 10, бетонные стеновые кессоны, показанные на рисунке 11, погружные туннели, которые строятся из железобетонных сегментов.
Бетонный подводный резервуар для хранения нефти
Бетонные подпорные стеновые кессоны
Читайте далее:- Строительство морских бетонных сооружений в разных местах.
- Типы морских сооружений – их конструктивные особенности и применение.
- Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта.
- Подводный плавучий тоннель: Принцип, особенности и проблемы.
- Какие существуют методы забивки свай над водой?.
- Влияние факторов окружающей среды на фундаменты для мостов.
- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..